EDA课程设计硬件电子琴及自动演奏.doc

郑州航空工业管理学院
《EDA技术及应用》
课程设计报告
2011 届通信工程专业班级
题目: 电子琴与自动演奏
学号:
姓名:
同组人:
指导老师: 张松炜赵成
邸金红马鹏阁
2013年07月07日
1 课程设计要求
硬件电子琴设计
设计要求:
(1)按下KEY1~KEY7 分别表示中音的DO、 RE 、 ME、 FA、 SOL、 LA、 SI.
(2)按住KEY8同时按KEY1~KEY7 分别表示高音的DO、 RE 、 ME、 FA、 SOL、 LA、 SI;
(3)按下相应的键有对应LED灯指示;
其他要求:
(1)晶振为12 MHz.,采用CPLD 器件为ALTERA 的EPM7064AEL144-7N。
乐曲自动演奏机
设计要求:
(1)可以在电路上能自动演奏乐曲,在这里我们采用的是贝多芬的《欢乐颂》;
(2)有相应的LED灯指示高低音;
其他要求:
(1)晶振为12 MHz;
(2) 采用CPLD 器件,为ALTERA 的EPM7064AEL144-7N。
硬件电子琴设计+乐曲自动演奏机
最初我们选择的设计是电子琴,但是由于电子琴的设计较为基础,因此我们对电子琴的设计进行了改进,将其与乐曲自动演奏相结合,要求如下:
设计要求:
(1)按下KEY1—KEY7 分别表示中音的DO、 RE 、 ME、 FA、 SOL、 LA、 SI;
(2)对于电子琴,按下相应的键有对应LED灯指示;
(3)可以在电路上能自动演奏乐曲,在这里我们采用的是贝多芬的《欢乐颂》,且有相应的LED灯指示高低音;
(4)能实现电子琴和乐曲自动演奏功能的切换。
其他要求:
(1)晶振为12 MHz;
(2)采用CPLD 器件为ALTERA 的EPM7064AEL144-7N。
2 整体规划
设计分析
根据设计要求,由于乐曲自动演奏机和硬件电子琴的设计已经存在,我们对已有的设计进行修改,形成两个不同功能的模块,然后采用元件例化,拼接两个模块,同时附加一个选择功能模块,以实现乐曲自动演机和硬件电子琴两个功能。
硬件电子琴分析
对于硬件电子琴,参考了实验时使用的程序,已经达到的要求有:
(1)按下key1~key7 分别表示中音的DO、 RE 、 ME、 FA、 SOL、 LA、 S;
(2)按下相应的键有对应LED灯指示。
乐曲自动演奏机分析
对于乐曲自动演奏机,参考了实验时使用的程序,已经达到的要求有:
(1)可以在电路上能自动演奏乐曲,在这里我们采用的是贝多芬的《欢乐颂》
(2)有相应的LED灯指示高低音。
而对于其他要求:
(1)晶振为12 MHz.;
(2)采用CPLD 器件为ALTERA 的EPM7064SL-44。
我们在实验箱验证时,先按照实验箱芯片和晶振进行就修改,在实验箱上确认实验相应功能之后,我们在对应模块的频率数值进行修改,并在对管脚重新锁定即可。
整体设计分析
整体设计要求:用key8实现两个功能切换。添加一个选择器,以实现两个功能切换。当key8键没有按下时,电路实现硬件电子琴功能,当key8键按下之后,电路实现乐曲自动演奏机。由于不存在现成可以借鉴的,于是,课程设计
任务重心就放在了选择器模块的编写以及整体电路的合成上。
顶层模块输入输出
图2-1 顶层文件图形
管脚说明:
输入:时钟信号——clk ,按键——[6:0]key ,功能切换键——key7
输出:LED灯——[6:0]led ,蜂鸣器——beep;
Key0: DO key1: RE key2: ME key3:FA key4: SOL
key5: LA key6: SI key7:功能切换键
设计流程
修改硬件电子琴模块
修改乐曲自动演奏模块
编写选择器
设计顶层文件
综合编译、试验箱测试
试验箱测试

图2-1 设计流程图
设计分工
孙干:负责修改硬件电子琴以及乐曲自动演奏模块。
周龙杰:负责编写选择器以及设计顶层文件。
朱真:负责综合测试电路是否达到要求,并进行修改。
3 功能划分与模块化分
自动演奏模块
自动演奏模块功能:在按下key7键后,实现可以自动播放乐曲的功能。
自动演奏设计方案
(1)根据乐曲自动演奏的基本原理设计出适合EDA多功能试验箱的源程序,通过分频模块得到12MHZ的晶振;源程序编写完成,编译调试后,在实验箱上验证其功能;
(2)验证模块是否能完成实践要求的所有功能;然后去掉分频模块,将功能模块做适当的修改,编译调试成功后,将其下载到CPLD实验板上。
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